Исследование несимметричных коротких замыканий

 

1. Цель работы

Ознакомление с комплексными схемами замещения электрических систем и методами расчета несимметричных коротких замыканий

2. Общие теоретические сведения

При расчетах несимметричных КЗ на моделях электрических систем используются комплексные схемы замещения. Комплексная схема замещения составляется для особой фазы путем соединения вместе схем отдельных последовательностей на основании соотношений между симметричными составляющими напряжений в месте КЗ. На рис. 3.1 представлены комплексные схемы замещения для различных видов несимметричных замыканий через дугу.

Рис. 3.1. Комплексные схемы замещения

а) – для двухфазного КЗ; б) – для двухфазного КЗ на землю;

в) – для однофазного КЗ

На рисунке 3.1 приняты следующие обозначения: ЕS - результирующая ЭДС особой фазы схемы прямой последовательности; Z_1S, Z_2S, Z_0S - результирующие сопротивления схем соответствующих последовательностей относительно точки КЗ; r _д – сопротивление дуги. При отсутствии переходного сопротивления в месте КЗ r _д = 0.

Схемы отдельных последовательностей показаны условно. Для работы на модели схемы замещения должны быть изображены полностью (рис. 3.2), и эквивалентировать их не следует.

При использовании расчетной модели можно замерить приборами токи и напряжения отдельных последовательностей для любого участка и любой точки исследуемой системы. При этом для однофазного КЗ напряжения обратной и нулевой последовательностей должны определяться относительно точек нулевого потенциала схем одноименных последовательностей, т.е. соответственно по отношению к точкам Н₂ и Н₀, которые являются началом схем этих последовательностей.

3.2 Пример составления схем замещения отдельных последовательностей

Схема исследуемой электрической системы та же, что и для симметричного КЗ (лабораторная работа №2), вид и место КЗ, а также точка С задаются преподавателем.

 

 

3. Порядок выполнения работы

1. Составить схемы замещения прямой, обратной и нулевой последовательностей, рассчитать параметры схемы и режима в относительных единицах.

2. Составить комплексную схему замещения в соответствии с видом несимметрии.

3. Выбрать масштабы моделирования, вычертить схему набора, рассчитать модельные параметры.

4. Произвести набор схемы на модели, выставить ее параметры и проверить функционирование схемы.

5. Осуществить коммутацию точки КЗ, замерить значения сверхпереходных токов КЗ и напряжений всех последовательностей в месте КЗ и в точке С.

6. Результаты измерений занести в таблицу.

7. Используя полученные из опыта результаты, определить значения токов и напряжений всех последовательностей в именованных единицах для точек К и С.

 

4. Требования к отчету

1. Электрическую схему исследуемой системы.

2. Схемы замещения прямой, обратной и нулевой последовательностей с рассчитанными параметрами, комплексную схему замещения.

3. Схему набора на модели с указанием модельных параметров схемы и режима.

4. Таблицу, содержащую результаты замеров и расчетов токов и напряжений в именованных единицах.

5. Векторные диаграммы токов и напряжений в точках К и С.

 

5.Контрольные вопросы

1.Граничные условия в месте повреждения для однофазного, двухфазного К.З.на землю.

2. Соотношение между током в поврежденной фазе и значением тока прямой последовательности в месте повреждения для различных видов КЗ.

3. Правила составления схем замещения отдельных последовательностей.

4.Правила составления комплексной схемы замещения прямой последовательности.

5. Схема замещения нулевой последовательности трансформаторов и автотрансформаторов.

6. Правила трансформации токов и напряжений всех последовательностей при переходе через трансформатор с различной группой соединения.

7. Правило эквивалентности для токов прямой последовательности.

8. Как входит в схему замещения сопротивление нейтрали трансформатора?

9. Схема замещения обратной последовательности для обобщенной нагрузки, синхронных и асинхронных машин.